LED-Waage 3.0

Digitale LED-Wasserwaage mit ESP32, MPU6050 und zwei Streifen WS2812-LEDs, jetzt mit Bluetooth-App für Android, optionalem OLED-Display und vielen einstellbaren Werten.

Herkunft: Dieses Projekt ist eine Weiterentwicklung der LED-Wasserwaage 2.0 aus dem Make Magazin (MakeMagazinDE/LED-Waage2.0, Make 2/26, ab Seite 116). Hardware, Grundidee und die Umschlagmessung bei der Kalibrierung stammen von dort. Dieses Repository ist ein Fork davon. Der ursprüngliche Sketch liegt unverändert als LED_Waage_20.ino im Hauptordner, die neue Firmware in LED_Waage_30/.

Inhalt des Repositorys

Ordner / Datei	Inhalt
LED_Waage_30/	Neue Firmware (Arduino-Sketch, mehrere Tabs)
app/	Android-App (Flutter)
docs/PROTOKOLL.md	Beschreibung der Bluetooth-Schnittstelle zwischen App und Waage
LED_Waage_20.ino, *.png, doc/	Unveränderte Dateien des Originals (Make Magazin)

Was ist neu gegenüber 2.0?

Firmware (LED_Waage_30/)

• Anpassung an 2 × 44 LEDs (88 insgesamt), Libelle mit Torpfosten in der Mitte.
• Libelle weiß bei waagerecht, blau bei senkrecht. Die zwei Pfosten leuchten grün (exakt im Zentrum), gelb (eine LED daneben) oder rot.
• Akkuanzeige nur auf den zwei äußersten LEDs: 0–10 % rot blinkend, 10–20 % rot, 20–40 % gelb, 40–60 % orange, 60–100 % grün.
• Die 45°-Anzeige wurde entfernt: angezeigt werden nur waagerecht und senkrecht.
• Optional: automatisches Ausschalten (Tiefschlaf) nach einstellbaren Minuten ohne Bewegung, in der App unter Einstellungen → Gerät (Standard: aus, dann bleibt alles wie oben). Die Waage schläft nur, wenn keine App verbunden ist, das OLED wird vorher abgeschaltet. Zum Aufwecken die Waage bewegen (Bewegungs-Interrupt des MPU6050 an GPIO 13, Schwelle etwa 0,5 g).
• Bluetooth Low Energy: Live-Daten (Beschleunigung, Gyro, Neigung), Fernsteuerung der Kalibrierung, Einstellungen lesen und schreiben.
• Alle wichtigen Werte sind zur Laufzeit einstellbar und im Flash gespeichert: Glättung, Messrate, Libellen-Größe, Helligkeit, Signalton, Wartezeit der Kalibrierung, Rundung, Filter des Sensors.
• Sensor-Montage einstellbar: Achsen vertauschen und umkehren, falls der Sensor anders eingebaut ist.
• Sensor-Filter (digitaler Tiefpass des MPU6050) wählbar, Mittelung der Messwerte, Glättung unabhängig von der Messrate.
• Optionales SH1106-OLED (128×64, I2C) zeigt die kalibrierte Neigung groß an. Es wird ohne zusätzliche Bibliothek angesteuert.
• Kalibrierung in 5 Schritten wahlweise mit Weiter-Button in der App.

App (app/)

• Live-3D-Ansicht (Lage und X/Y/Z-Vektor), Einfach- und Expert-Modus, Libelle im Stil einer Röhrenlibelle.
• Geführte Kalibrierung, alle Einstellungen per Regler oder Zahleneingabe.
• Reiter Notes: aktuellen korrigierten Wert mit Notiz speichern, als Textdatei exportieren, alles zurücksetzen.
• Sprachen: Deutsch, Englisch, Schwedisch.
• Keine Internet-Berechtigung, keine Datensammlung.

Hardware

Getestet mit einem LOLIN32 Lite. Pinbelegung wie im Sketch:

Funktion	Pin
LED-Streifen links (Daten)	GPIO 5
LED-Streifen rechts (Daten)	GPIO 18
LED-Masse schalten (Transistor BC337 über 1 kΩ)	GPIO 27
Summer	GPIO 25
Akku-Messung (ADC)	GPIO 36
MPU6050-Interrupt	GPIO 13
I2C SDA / SCL (MPU6050 und OLED)	GPIO 15 / GPIO 4

MPU6050 hat die I2C-Adresse 0x68, das OLED 0x3C oder 0x3D. Beide hängen am selben Bus (3,3 V). Schaltplan (der Fritzing-Plan der Make-Wasserwaage 2.0, ergänzt um einen Kasten für das OLED-Display):

Das Display hängt parallel zum MPU6050 am selben I2C-Bus (SDA an GPIO 15, SCL an GPIO 4, 3,3 V und GND). Es braucht keinen eigenen Pin. Der ursprüngliche Plan ohne Display liegt unverändert als LED-Wasserwaage-Schaltung-2.0.png im Hauptordner, er stammt vom Make Magazin. Die Hardware-Änderungen für den Betrieb stehen im Artikel der Make 2/26 und im Original-Repository.

Firmware flashen

1. Arduino IDE 2.x installieren, in den Boards-Manager das Paket esp32 (Espressif, getestet mit 3.3.8) installieren.
2. Bibliotheken installieren: Adafruit NeoPixel und MPU6050_tockn. BLE und Preferences gehören zum ESP32-Paket.
3. Den Ordner LED_Waage_30/ öffnen (Datei LED_Waage_30.ino), Board WEMOS LOLIN32 Lite wählen.
4. Der Sketch belegt etwa 90 % des Programmspeichers. Falls du mehr Platz brauchst: Tools → Partition Scheme → Huge APP.
5. Hochladen.

Beim ersten Start sind die Standardwerte aktiv. Danach in der App die Kalibrierung durchführen. Nach einer Änderung der Achsen-Zuordnung muss neu kalibriert werden.

App bauen

Voraussetzungen: Flutter SDK (getestet mit 3.47) und das Android SDK (Plattform 37).

cd app
flutter pub get
flutter build apk --release

Die APK liegt danach unter app/build/app/outputs/flutter-apk/app-release.apk. Die App ist mit dem Debug-Schlüssel signiert, für den Play Store braucht es einen eigenen Schlüssel.

Bluetooth-Schnittstelle

Die Waage meldet sich per BLE als „LED-Waage“. Das Protokoll ist in docs/PROTOKOLL.md beschrieben, sodass man eigene Apps oder Skripte schreiben kann.

Lizenz und Rechte

• App (app/): MIT-Lizenz.
• Firmware (LED_Waage_30/): baut auf dem Sketch aus dem Make Magazin auf. Das Original-Repository enthält keine Lizenzdatei, die Rechte daran liegen beim Urheber (Maker Media GmbH / Make Magazin). Die Firmware wird hier deshalb ohne eigene Lizenzzusage veröffentlicht, die neuen Teile sind private Hobby-Erweiterungen. Sollte der Urheber eine Lizenz festlegen oder die Veröffentlichung beanstanden, wird dieses Repository angepasst.
• Verwendete Bibliotheken behalten ihre eigenen Lizenzen (Adafruit NeoPixel: LGPL, ESP32-Kern: LGPL, Flutter und die App-Pakete: BSD/MIT). In der App stehen sie unter Info → Open-Source-Lizenzen.

Dies ist ein privates Hobbyprojekt, die Nutzung erfolgt auf eigene Gefahr und ohne Gewähr. Rückfragen bitte über die Issues dieses Repositorys.